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annotate paper/nozomi-master.tex @ 176:055266d62d84

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author	Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp>
date	Tue, 06 Feb 2018 03:56:16 +0900
parents	7e7fe5e28ba4
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rev	line source
146 a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	1 \documentclass[a4j,12pt]{jreport}
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148 cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	18 \jtitle{分散フレームワークChristieの設計}
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	19 \etitle{Design of Distributed framework Christie}
146 a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	20 \year{2018年 3月}
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a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	22 \author{照屋のぞみ}
a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	23 \eauthor{NOZOMI TERUYA}
a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	24 \chife{指導教員：教授　和田知久}
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a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	29 琉球大学大学院学位論文(修士)
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a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	34 並列分散フレームワークChristieの設計
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a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	37 \newcommand\figref[1]{図 \ref{fig:#1}}
a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	38 \newcommand\tabref[1]{表 \ref{tab:#1}}
148 cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	39 \newcommand{\tblcaption}[1]{\def\@captype{table}\caption{#1}}
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152 9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	41 \lstset{%
9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	42 language={Java},%使用言語
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146 a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	60 }
152 9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	61
166 d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	62 \def\lstlistingname{ソースコード}
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	63 \def\lstlistlistingname{ソースコード目次}
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148 cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	80 \input{abstract.tex}
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149 d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	99
162 15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	100 \chapter{分散フレームワークへの要求事項}
157 d620f126a383 change abstract & chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 156 diff changeset	101 スマートフォンやタブレット端末の普及率が増加している。
166 d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	102 それに伴いインターネット利用者数も増加しており、ネットワークサービスにはそれに対する処理能力が求められる。
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	103 サーバの処理能力を増強するアプローチとして、スケールアップとスケールアウトがある。
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	104 スケールアップはサーバそのものを増強することで処理能力を向上させる手法であり、スケールアウトは複数のサーバを接続することで処理能力を上げる手法である。
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	105 スケールアウトは安価なサーバで実現でき、サーバが故障しても別のサーバでカバーできるため、システムを安定運用させやすく、現代のネットワークサービスの要求に合っていると言える。
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	106
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	107 スケールアウトのように複数のサーバで処理をまたぐ場合、サーバには分散プログラムが必要になる。
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	108 分散プログラムとは、プログラムの個々の部分が複数のノード上で並列に実行され、各ノードがネットワークを介して互いに通信を行いながら全体の処理を進行する計算手法のことである。
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	109 安定したネットワークサービスを提供するためには、分散プログラムに信頼性とスケーラビリティが要求される。
162 15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	110
157 d620f126a383 change abstract & chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 156 diff changeset	111 ここでいう信頼性とは、定められた環境下で安定して仕様に従った動作を行うことを指す。
162 15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	112 これには仕様を記述しやすさも含まれ、可読性が高いほどバグを抑えた信頼性が高いと言える。
157 d620f126a383 change abstract & chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 156 diff changeset	113 またスケーラビリティーとは、分散ソフトウェアに対して単純にノードを追加するだけで性能を線形的に上昇させることができる性質である。
162 15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	114
157 d620f126a383 change abstract & chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 156 diff changeset	115 しかし、これらをもつ分散プログラムをユーザーが一から記述することは容易ではない。
162 15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	116 なぜなら、並列で動く分散した資源を意識しながら記述するのは容易ではなく、また、どのように分散したノードの選択を行えば良いのか明確ではないからである。
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	117
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	118 分散プログラムには以下の３つの要素がある\cite{Framework}。
166 d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	119 \begin{itemize}
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	120 \item {ノード内の計算}
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	121 \end{itemize}
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	122
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	123 \begin{itemize}
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	124 \item {ノード間通信}
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	125 \end{itemize}
157 d620f126a383 change abstract & chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 156 diff changeset	126
166 d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	127 \begin{itemize}
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	128 \item {地理的に分散したノード}
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	129 \end{itemize}
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	130
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	131 ノード内の計算には通信プロトコルやデータベースが含まれる。
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	132 またノード間通信には、トポロジーの構成や通信の信頼性や速度、データの転送やデータの圧縮などの要素がある。
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	133
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	134 これらの要素をサポートするのが分散フレームワークである。
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	135 すなわち分散フレームワークには、プロトコルの定義、それによってアクセスされるデータベース、トポロジーの決定いった分散アルゴリズムや、信頼性と拡張性の高い通信の提供が求められる。
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	136
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	137 本章では、これらの項目別に分けて、分散フレームワークであるAkka\cite{Akka}、Hazelcast\cite{Hazelcast}と当研究室で開発したAlice\cite{Alice1}\cite{Alice2}を比較し、本論文で設計するChristieの設計目標を述べる。
157 d620f126a383 change abstract & chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 156 diff changeset	138
166 d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	139 AkkaはScalaおよびJava向けのオープンソースの並列分散処理フレームワークであり、HazelcastはHazelcast社が開発したJava向けのオープンソースインメモリデータグリッドである。
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	140
169 34383a096d75 fix Shinji KONO <kono@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 167 diff changeset	141 \section{従来の分散フレームワーク}
166 d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	142 Akkaではアクターモデルという、アクターと呼ばれるオブジェクト同士が並列で非同期メッセージを送受信するモデルを採用している。
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	143 アクターは固有のアドレス持っており、ローカルのアクターにもリモートのアクターにも同じようにアドレスを指定することでメッセージを送りあえるというプロトコルになっている。
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	144 アクターはそれぞれメールボックスというキューを持っており、メールボックスに受け取ったメッセージをパターンマッチで順次処理していく。
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	145 このパターンマッチにはScalaのcase classを用いられる。
169 34383a096d75 fix Shinji KONO <kono@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 167 diff changeset	146 case classとは、データ構造とデータ型名を同時に持つことができ、その両方を一括してパターンマッチさせることができるクラスである。
34383a096d75 fix Shinji KONO <kono@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 167 diff changeset	147 メッセージをcase classで記述することにより、異なるメッセージをメールボックス上で使用することがきる。
162 15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	148
166 d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	149 Hazelcastは、キーと値の1対1でデータを管理するインメモリ・データグリッドである。
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	150 インメモリ・データグリッドとは、複数のノードに分散させたデータを、アプリケーション側からは仮想的な1つのメモリ空間に置かれているように見せるモデルである。
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	151 そのため、プログラマがサーバを意識せずに共有のタプルスペースに対してデータをget/putできるプロトコルとなっている。
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	152 共有のタプルスペースに書き込むとそれに接続しているノードにデータを行き渡らせる、マルチキャストベースの通信を採用している。
162 15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	153
166 d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	154 Aliceは、タスクをCode Segment、データをData Segmentという単位で記述し、Code SegmentはインプットとなるData Segmentが全て揃うと並列に実行される。
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	155 Data Segmentは対になるkeyが存在し、Data Segment Managerというノードごとに存在する独自のデータベースによって管理されている。
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	156 各ノードにはラベル付きのプロキシであるRemote Data Segment Managerを立て、ラベルとkeyを指定してデータをtake/putするプロトコルとなっている。
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	157
167 9a072c2d6e12 add English Abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 166 diff changeset	158 \newpage
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	159 記述の面において、Akkaでは基本的にメッセージをFIFO的に処理するため、複数のインプットを待ち合わせる場合は、待ち合わせの処理をプログラマが各必要があった。
f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	160 しかしAliceは複数のインプットを1箇所に記述するるため、そのような煩雑さがない。
157 d620f126a383 change abstract & chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 156 diff changeset	161
166 d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	162 プロトコルの設計方針において、AkkaやHazelcastは分散通信の複雜さを抽象度を高めることで隠す方針であるため、ロケーション透過性が高く、プログラマからは処理の流れを把握しにくくなっていた。
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	163 一方でAliceでは明示的に分散性を意識する代わりに、計算を通常計算とそれを支えるメタ計算として分離することで記述の複雑さを回避している。
f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	164 これにより処理の流れを明確にし、分散計算のチューニングをしやすくしている。
162 15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	165
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	166 また、Aliceの分散ノード間の通信はラベルを用いてリモートノードを選択することによって指定する。
f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	167 これはAkkaで送り先をドメインで指定しているのと同様である。
f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	168 Aliceではラベルの命名をToplogy Managerによって自動的に指定することもできる。
146 a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	169
162 15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	170
166 d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	171 \section{トポロジーの構成}
162 15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	172 AkkaではAkka Streamという機能で処理の流れが記述できる。
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	173 N入力1出力、1入力N出力、出力のみ、などが用意されたJunctionsと呼ばれる要素をつなぎ合わせることでトポロジーを記述する。
146 a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	174
162 15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	175 HazelcastにはMapやQueueといったメモリ空間内のデータ構造は指定できるが、具体的なノード間トポロジーを記述する機構がない。
166 d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	176
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	177 AliceではTopologyManagerという機構が分散ノードを管理しており、静的・動的なトポロジーを自動構成する。静的トポロジーではプログラマがトポロジーを図として記述できるため、より分かりやすく詳細な設定ができる。
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	178
167 9a072c2d6e12 add English Abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 166 diff changeset	179 \newpage
166 d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	180
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	181 \section{信頼性・拡張性の高い通信の提供}
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	182 ここでは信頼性・拡張性の高い通信の指標として、障害耐性、圧縮・転送通信、NAT越えについてを比較する。
162 15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	183
166 d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	184 \subsection*{障害耐性}
169 34383a096d75 fix Shinji KONO <kono@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 167 diff changeset	185 分散プログラムでは、1つのノードがダウンしてもシステム全体は動き続けなければならないため、フォールト・トレラントであることが重要である。
166 d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	186
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	187 Akkaでは親子関係を構成でき、親アクターは子アクターを監視し障害が起こった際に再起動や終了といった処理を指定できる。
162 15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	188
169 34383a096d75 fix Shinji KONO <kono@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 167 diff changeset	189 また、Hazelcastは、1つのサーバで障害が起きても他のサーバがデータを共有しているため、データを失うことなく素早く復旧ができる。
166 d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	190
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	191 Aliceでは、TopologyManager内にKeepAliveという機能があり、常にノードが生きているかHeartbeatを送信して監視しており、どこかのノードに障害が起こればトポロジーを再構成するといった対応ができる。
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	192
160 e20f743b5418 add reference Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 159 diff changeset	193
166 d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	194 \subsection*{圧縮・転送通信}
169 34383a096d75 fix Shinji KONO <kono@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 167 diff changeset	195 ノード間通信でサービスに沿った柔軟な通信をするためには、送信するデータを圧縮する機能や、受け取ったデータをそのままほかノードへ転送する機能が求められることがある。
166 d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	196
169 34383a096d75 fix Shinji KONO <kono@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 167 diff changeset	197 データの圧縮を指定したい場合、Akka、Hazelcastはシリアライザが用意されているため、そのメソッドを呼び出すことで圧縮伸長を行う。
166 d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	198 また、転送を指定したい場合、Akkaにはforwardメソッドがあるためそれを呼び出すことで受け取ったデータの転送が可能だが、Hazelcastは一つのMapへのアクセスに見立てているため、転送にもputを用いる。
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	199
176 055266d62d84 add slide Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 175 diff changeset	200 一方でAliceは圧縮の伸長と転送を同時に行うことを想定した圧縮・転送機能を持っている。
055266d62d84 add slide Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 175 diff changeset	201 Data Segment内に圧縮と非圧縮の両形式を同時に持てるため、受け取った圧縮データを伸長をしながら圧縮したまま別ノードに転送することができる。
055266d62d84 add slide Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 175 diff changeset	202 また、圧縮するには送信する宛先ラベルに"compressed"とつけるだけでよく、データ取得時に自動で伸長もされるため、プログラマがメソッドの呼び出しを追加する必要がなく圧縮・非圧縮を簡単に切り替えられる。
162 15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	203
167 9a072c2d6e12 add English Abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 166 diff changeset	204 \newpage
9a072c2d6e12 add English Abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 166 diff changeset	205
166 d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	206 \subsection*{NAT越え}
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	207 ネットワーク間通信の大きな問題の一つに、NATがある。
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	208 NATとは、WANとLANの間にあるIPアドレスの変換機構である。
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	209 NATを隔てたプライベートネットワーク内では、LAN内だけでユニークなプライベートIPアドレスを持っており、WAN側からはそのIPアドレスを直接指定してアクセスできないためアドレス変換を行う必要がある。
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	210 そのためNATを越えたノード間通信は容易ではなく、分散フレームワークでそれをサポートできることが望ましい。
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	211
d09fb22608f1 change chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 164 diff changeset	212 しかしHazelcastではNAT越えをサポートする機能がなく、プログラマが自前で書かなければならない。
162 15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	213 Akkaではノードの設定にグローバルアドレスとプライベートアドレスを両方登録することでNATを越えた通信を可能にする。
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	214 AliceにNAT越えの機能はないが、TopologyManagerが各ノードのData Segment Managerと通信してトポロジー管理をしており、TopologyManager/Data Segment Managerを複数立ち上げることによりプライベートトポロジーとグローバルトポロジーの同時構成が可能だと考えた。
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	215 しかし、Aliceが複数のData Segment Managerを持てない実装だったため、AliceのままでNAT越えを実装することは困難であると判明した。
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	216 よりスケーラブルな分散環境を提供するためにも、Aliceを再設計する必要がある。
160 e20f743b5418 add reference Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 159 diff changeset	217
e20f743b5418 add reference Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 159 diff changeset	218
e20f743b5418 add reference Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 159 diff changeset	219
146 a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	220 \chapter{分散フレームワークAliceの概要}
148 cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	221
169 34383a096d75 fix Shinji KONO <kono@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 167 diff changeset	222 AliceではCode Segment(以下CS)とData Segment(以下DS)の依存関係を記述することでプログラミングを行う。
148 cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	223 CSは実行に必要なDSが全て揃うと実行される。CSを実行するために必要な入力されるDSのことをInputDS、CSが計算を行った後に出力されるDSのことをOutput DSと呼ぶ。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	224
169 34383a096d75 fix Shinji KONO <kono@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 167 diff changeset	225 \section{CodeSegmentとDataSegment}
34383a096d75 fix Shinji KONO <kono@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 167 diff changeset	226
34383a096d75 fix Shinji KONO <kono@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 167 diff changeset	227 データの依存関係にないCSは並列実行が可能である(図 \ref{fig:CS})。
148 cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	228 CSの実行においてDSが他のCSから変更を受けることはない。そのためAliceではデータが他から変更され整合性がとれなくなることはない。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	229
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	230 \begin{figure}[htbp]
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	231 \begin{center}
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	232 \includegraphics{images/dsandcs2.pdf}
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	233 \end{center}
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	234 \caption{CodeSegmentの依存関係 }
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	235 \label{fig:CS}
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	236 \end{figure}
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	237
155 573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	238 \newpage
573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	239
148 cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	240 AliceはJavaで実装されており、DSはJava Objectに相当する。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	241 CSはRunnableなObject(void run()を持つObject)に相当する。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	242 プログラマがCSを記述する際は、CodeSegmentクラスを継承する。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	243
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	244 DSは数値や文字列などの基本的なデータの集まりを指し、Aliceが内部にもつデータベースによって管理されている。このデータベースをAliceではDS Managerと呼ぶ。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	245
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	246 CSは複数のDS Managerを持っている。DSには対になるString型のkeyが存在し、それぞれのManagerにkeyを指定してDSにアクセスする。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	247 一つのkeyに対して複数のDSをputするとFIFO的に処理される。なのでData Segment Managerは通常のデータベースとは異なる。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	248
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	249
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	250
146 a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	251 \section{DataSegmentManager}
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	252 DS Manager(以下DSM)にはLocal DSMとRemote DSMが存在する。Local DSMは各ノード固有のデータベースである。
148 cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	253
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	254 Remote DSMは他ノードのLocal DSMに対応するproxyであり、接続しているノードの数だけ存在する(図 \ref{fig:Remote DSM} )。
148 cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	255 他ノードのLocal DSMに書き込みたい場合はRemote DSMに対して書き込めば良い。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	256
162 15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	257 \newpage
148 cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	258
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	259 \begin{figure}[h]
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	260 \begin{center}
155 573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	261 \includegraphics[width=150mm]{images/remote_datasegment.pdf}
148 cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	262 \end{center}
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	263 \caption{Remote DSMは他のノードのLocal DSMのproxy }
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	264 \label{fig:Remote DSM}
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	265 \end{figure}
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	266
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	267
155 573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	268 Remote DSMを立ち上げるには、DataSegmentクラスが提供するconnectメソッドを用いる。
573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	269 接続したいノードのipアドレスとport番号、そして任意のManager名を指定することで立ちあげられる。
573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	270 その後はManager名を指定してData Segment APIを用いてDSのやり取りを行うため、プログラマはManager名さえ
573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	271 意識すればLocalへの操作もRemoteへの操作も同じ様に扱える。
149 d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	272
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	273
155 573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	274 \newpage
149 d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	275
146 a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	276 \section{Data Segment API}
148 cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	277 DSの保存・取得にはAliceが提供するAPIを用いる。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	278 putとupdate、flipはOutput DS APIと呼ばれ、DSをDSMに保存する際に用いる。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	279 peekとtakeはInput DS APIと呼ばれ、DSをDSMから取得する際に使用する。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	280
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	281 \begin{itemize}
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	282 \item {\ttfamily void put(String managerKey, String key, Object val)}
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	283 \end{itemize}
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	284 DSをDSMに追加するためのAPIである。第一引数はLocal DSMかRemote DSMかといったManager名を指定する。そし
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	285 て第二引数で指定されたkeyに対応するDSとして第三引数の値を追加する。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	286
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	287 \begin{itemize}
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	288 \item {\ttfamily void update(String managerKey, String key, Object val)}
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	289 \end{itemize}
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	290 updateもDSをDSMに追加するためのAPIである。putとの違いは、queueの先頭のDSを削除してからDSを追加するこ
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	291 とである。そのためAPI実行前後でqueueの中にあるDSの個数は変わらない。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	292
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	293 \begin{itemize}
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	294 \item{\ttfamily void flip(String managerKey, String key, Receiver val)}
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	295 \end{itemize}
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	296 flipはDSの転送用のAPIである。取得したDSに対して何もせずに別のKeyに対し保存を行いたい場合、一旦値を取
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	297 り出すのは無駄である。flipはDSを受け取った形式のまま転送するため無駄なコピーなくDSの保存ができる。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	298
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	299 \begin{itemize}
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	300 \item {\ttfamily void take(String managerKey, String key)}
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	301 \end{itemize}
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	302 takeはDSを読み込むためのAPIである。読み込まれたDSは削除される。要求したDSが存在しなければ、CSの待ち合わせ (Blocking)が起こる。putやupdateによりDSに更新があった場合、takeが直ちに実行される。
148 cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	303
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	304 \begin{itemize}
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	305 \item {\ttfamily void peek(String managerKey, String key)}
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	306 \end{itemize}
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	307 peekもDSを読み込むAPIである。takeとの違いは読み込まれたDSが削除されないことである。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	308
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	309
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	310
155 573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	311 \newpage
149 d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	312
146 a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	313 \section{CodeSegmentの記述方法}
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	314 CSをユーザーが記述する際にはCodeSegmentクラスを継承して記述する(ソースコード \ref{src:StartCodeSegment} , \ref{src:CodeSegment})。
148 cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	315
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	316 継承することによりCode Segmentで使用するData Segment APIを利用する事ができる。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	317
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	318 Alice には、Start CS (ソースコード \ref{src:StartCodeSegment} )というC の main に相当するような最初に
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	319 実行される CS がある。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	320 Start CSはどのDSにも依存しない。つまりInput DSを持たない。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	321 このCSをmainメソッド内でnewし、executeメソッドを呼ぶことで実行を開始させることができる。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	322
152 9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	323
9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	324 \lstinputlisting[label=src:StartCodeSegment, caption=StartCodeSegmentの例]{source/StartCodeSegment.java}
9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	325 \lstinputlisting[label=src:CodeSegment, caption=CodeSegmentの例]{source/TestCodeSegment.java}
148 cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	326
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	327 \newpage
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	328
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	329 ソースコード \ref{src:StartCodeSegment} は、5行目で次に実行させたいCS(ソースコード \ref{src:CodeSegment} )を作成している。
148 cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	330 8行目でOutput DS APIを通してLocal DSMに対してDSをputしている。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	331 Output DS APIはCSの{\tt ods}というフィールドを用いてアクセスする。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	332 {\tt ods}は{\tt put}と{\tt update}と{\tt flip}を実行することができる。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	333 TestCodeSegmentはこの"cnt"というkeyに対して依存関係があり、8行目でputが行われるとTestCodeSegmentは実
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	334 行される。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	335
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	336
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	337 CSのInput DSは、CSの作成時に指定する必要がある。指定はCommandType(PEEKかTAKE)、DSM名、そしてkey よっ
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	338 て行われる。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	339 Input DS API はCSの{\tt ids}というフィールドを用いてアクセスする。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	340 Output DSは、{\tt ods}が提供するput/update/flipメソッドをそのまま呼べばよかったが、Input DSの場合{\tt ids}にpeek/takeメソッドはなく、create/setKeyメソッド内でCommandTypeを指定して実行する。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	341
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	342 ソースコード\ref{src:CodeSegment}は、0から9までインクリメントする例題である。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	343 2行目では、Input DS APIがもつcreateメソッドでInput DSを格納する受け皿(Receiver)を作っている。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	344 引数には{\tt PEEK}または{\tt TAKE}を指定する。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	345 \begin{itemize}
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	346 \item {\ttfamily Receiver create(CommandType type)}
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	347 \end{itemize}
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	348
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	349 4行目から6行目はコンストラクタである。コンストラクタはオブジェクト指向のプログラミング言語で新たなオ
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	350 ブジェクトを生成する際に呼び出されて内容の初期化を行う関数である。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	351
149 d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	352 TestCodeSegmentのコンストラクタが呼ばれた際には、
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	353 \begin{enumerate}
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	354 \item CSが持つフィールド変数 {\tt Receiver input}に{\tt ids.create(CommandType.TAKE)}が行われ、{\tt input}が初期化される。
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	355 \item 5行目にあるTestCodeSegmentのコンストラクタのTAKEが実行される。
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	356 \end{enumerate}
148 cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	357
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	358 5行目は、2行目のcreateで作られたReceiverが提供するsetKeyメソッドを用いてLocal DSMからDSを取得している。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	359 \begin{itemize}
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	360 \item \verb+void setKey(String managerKey, String key)+
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	361 \end{itemize}
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	362 setKeyメソッドはpeek/takeの実行を行う。どのDSMのどのkeyに対してpeekまたはtakeコマンドを実行させるかを指定できる。コマンドの結果がレスポンスとして届き次第CSは実行される。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	363
155 573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	364 \newpage
573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	365
148 cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	366 実行されるrunメソッドの内容は
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	367 \begin{enumerate}
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	368 \item 10行目で取得されたDSをInteger型に変換してcountに代入する。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	369 \item 12行目でcountをインクリメントする。
160 e20f743b5418 add reference Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 159 diff changeset	370 \item 16行目で次に実行されるCSを作る。run内の処理を終えたらCSは破棄されるため、処理を繰り返したい場合はこのように新しいくCSを作る必要がある。この時点で次のCSはInput DSの待ち状態に入る。
148 cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	371 \item 17行目でcountをLocal DSMにputする。Input DSが揃い待ち状態が解決されたため、次のCSが実行される。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	372 \item 13行目が終了条件であり、countの値が10になれば終了する。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	373 \end{enumerate}
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	374 となっている。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	375
149 d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	376 1.で用いられているasInteger()はasClassメソッドの一部であり、asClassはtake/peekで取得したDSをObject型から任意の型で取得するためのAPIである。
148 cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	377
149 d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	378 \begin{itemize}
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	379 \item {\ttfamily <T> T asClass(Class<T> clazz)}
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	380 \end{itemize}
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	381
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	382 CS内でDSのデータを扱うには、正しい型を意識しながらこのasClassメソッドを使わなければならない。
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	383
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	384
155 573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	385 \newpage
149 d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	386
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	387
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	388 \section{AliceのMeta Computation}
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	389 Aliceでは、処理をComputationとMeta Computationに階層化し、コアな仕様と複雑な例外処理に分離する。
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	390 AliceのComputationは、keyによりDSを待ち合わせ、DSが揃ったCSを並列に実行する処理と捉えられる。
151 3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	391 それに対して、AliceのMeta Computation は、Remoteノードとの通信トポロジーの構成や、通信するデータ形式の変換と言える。
149 d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	392
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	393 Aliceの機能を追加するということはプログラマ側が使うMeta Computationを追加すると言い換えられる。
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	394 AliceではMeta Computationとして分散環境の構築等の機能を提供するため、プログラマはCSを記述する際にトポロジー構成や切断、再接続という状況を予め想定した処理にする必要はない。
151 3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	395 プログラマは目的の処理だけ記述し、切断や再接続が起こった場合の処理をMeta Computationとして指定するだけでよい。
155 573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	396
149 d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	397 このようにプログラムすることで、通常処理と例外処理を分離することができるため、仕様の変更を抑えたシンプルなプログラムを記述できる。
151 3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	398 仕様の変更を抑えてプログラムの拡張ができるということは、コードを破壊しないため変更以前の信頼性を保てるということである。
149 d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	399
159 cad92fc74613 change SequenceDiagram Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 158 diff changeset	400 Meta ComputationもCS/DSで作られており、プログラマ側から見えないこれらのCS/DSはMeta CS/Meta DSと呼ばれる。
cad92fc74613 change SequenceDiagram Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 158 diff changeset	401
149 d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	402 現在Aliceには、データの圧縮機能、トポロジーの構成・管理機能、ノードの生存確認機能、ノードの切断・再接続時の処理管理機能などのMeta Computationが用意されている。
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	403 これらの有用性は水族館の例題\cite{Aquarium}やTreeVNCの例題\cite{TreeVNC}\cite{AliceVNC}によって示された。
149 d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	404
155 573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	405 \newpage
573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	406
149 d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	407 \subsection{Aliceの圧縮機能}
151 3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	408 リモートノードに大きなデータを送るために、データを圧縮したい場合がある。
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	409 そこで、Aliceは圧縮をサポートしている。
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	410 しかし、単に圧縮のメソッドを用意したわけではない。
176 055266d62d84 add slide Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 175 diff changeset	411 圧縮データの伸長と、圧縮したまま別ノードへの転送を同時に実現したい場合があるため、Meta CSを介すことでDSに圧縮と非圧縮のデータを同時に持てるようにしている(図\ref{fig:compress})。
155 573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	412
573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	413 \begin{figure}[h]
573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	414 \begin{center}
573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	415 \includegraphics[width=160mm]{images/compress.pdf}
573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	416 \end{center}
573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	417 \caption{DSが圧縮と非圧縮の両方を持つ}
573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	418 \label{fig:compress}
573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	419 \end{figure}
573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	420
159 cad92fc74613 change SequenceDiagram Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 158 diff changeset	421 1つのDS内にMeta DSとして以下の３つの表現を持たせることでデータに多態性を持たせ、必要に応じた形式でDSを扱う。
151 3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	422
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	423 \begin{enumerate}
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	424 \item 一般的なJavaのクラスオブジェクト
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	425 \item MessagePack for Java\cite{MessagePack}でシリアライズ化されたバイナリオブジェクト
151 3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	426 \item 2を圧縮したバイナリオブジェクト
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	427 \end{enumerate}
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	428
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	429 Local DSMにputされた場合は、(1)の一般的なJavaクラスオブジェクトとして追加される。
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	430 Remote DSMにputされた場合は、通信時に(2)のbyteArrayに変換されたバイナリオブジェクトに変換されたDSが追加
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	431 される。
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	432 Local/Remote DSMにDSを圧縮して保存したい場合は(3)の圧縮形式を用いる。
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	433
155 573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	434 \newpage
573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	435
151 3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	436 データの圧縮を指定するには、putするDSMの名前の前に"compressed"をつけるだけでよい。
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	437 ソースコード\ref{src:before},\ref{src:after}は通常のDSと圧縮のDSを扱う際の記述の例である。
151 3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	438
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	439 \lstinputlisting[label=src:before, caption=通常のDSを扱うCSの例]{source/beforeCompress.java}
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	440 \lstinputlisting[label=src:after,caption=圧縮したDSを扱うCSの例]{source/afterCompress.java}
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	441
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	442 このようにコードの変更を抑えて圧縮できるため、他の計算部分を変えずにデータ形式が指定できる。
176 055266d62d84 add slide Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 175 diff changeset	443 また、DSを取り出す際もasClass()内部で自動で伸長が行われるため、コードの変更がなく、プログラマがデータの伸長を考える必要がない。
151 3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	444
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	445
149 d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	446 \subsection{TopologyManager}
150 6e9c42922c8d add chapter3 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 149 diff changeset	447 Aliceでは、ノード間の接続管理やトポロジーの構成管理を、Topology ManagerとTopology NodeというMeta Computationが提供している。
6e9c42922c8d add chapter3 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 149 diff changeset	448 プログラマはトポロジーファイルを用意し、Topology Managerに読み込ませるだけでトポロジーを構成することができる。
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	449 トポロジーファイルはDOT Language\cite{dot}という言語で記述される。
f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	450 DOT Languageとは、プレーンテキストを用いてデータ構造としてのグラフを表現するためのデータ記述言語の一つである。
148 cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	451 ソースコード\ref{src:topologyfile}は3台のノードでリングトポロジーを組むときのトポロジーファイルの例である。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	452
149 d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	453 \lstinputlisting[label=src:topologyfile, caption=トポロジーファイルの例]{source/TopologyFile.dot}
148 cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	454 DOT Languageファイルはdotコマンドを用いてグラフの画像ファイルを生成することができる。そのため、記述したトポロジーが正しいか可視化することが可能である。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	455
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	456 Topology Managerはトポロジーファイルを読み込み、参加を表明したクライアント(以下、Topology Node)に接続するべきクライアントのIPアドレスやポート番号、接続名を送る（図\ref{fig:topologymanager}）。
155 573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	457
573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	458 \newpage
150 6e9c42922c8d add chapter3 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 149 diff changeset	459
148 cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	460 \begin{figure}[h]
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	461 \begin{center}
151 3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	462 \includegraphics[width=80mm]{images/topologymanager.pdf}
148 cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	463 \end{center}
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	464 \caption{Topology Managerが記述に従いトポロジーを構成}
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	465 \label{fig:topologymanager}
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	466 \end{figure}
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	467
155 573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	468 トポロジーファイルでlavelとして指定した名前はRemote DSMの名前としてTopology Nodeに渡される。
573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	469 そのため、Topology NodeはTopology ManagerのIPアドレスさえ知っていれば自分の接続すべきノードのデータを受け取り、ノード間での正しい接続を実現できる。
573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	470
573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	471
148 cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	472 また、実際の分散アプリケーションでは参加するノードの数が予め決まっているとは限らない。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	473 そのためTopology Managerは動的トポロジーにも対応している。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	474 トポロジーの種類を選択してTopology Managerを立ち上げれば、あとは新しいTopology Nodeが参加表明するたびに、Topology ManagerからTopology Nodeに対して接続すべきTopology Nodeの情報がput
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	475 され接続処理が順次行われる。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	476 そしてTopology Managerが持つトポロジー情報が更新される。
cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	477 現在Topology Managerでは動的なトポロジータイプとして二分木に対応している。
151 3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	478
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	479
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	480
146 a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	481 \chapter{Aliceの問題点}
151 3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	482 Aliceを拡張していく中でいくつかの問題点が明らかになり、これらを解決するにはAlice自体を再設計する必要があるとわかった。
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	483
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	484
167 9a072c2d6e12 add English Abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 166 diff changeset	485 \section{APIの記述の分離}
9a072c2d6e12 add English Abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 166 diff changeset	486 2.4で示したように、InputDSを記述するには、一度フィールドでReceiverをcreateして、その後Reveiverに対してsetKeyで待ち合わせるkeyを指定しなければならない。
9a072c2d6e12 add English Abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 166 diff changeset	487 このようにインプットの処理が分離されてしまっていては、記述が煩雑な上にコードを読んだ際にどのkeyに対して待ち合わせを行っているのか直感的に分からない。
9a072c2d6e12 add English Abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 166 diff changeset	488
176 055266d62d84 add slide Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 175 diff changeset	489 さらに、setKeyは明確な記述場所が決まっていないため、そのDSを待ち合わせているCS以外からも呼び出せてしまう(ソースコード\ref{src:StartSetKey})。
149 d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	490
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	491 \lstinputlisting[label=src:StartSetKey, caption=setKeyを外部から呼び出す例]{source/StartSetKey.java}
176 055266d62d84 add slide Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 175 diff changeset	492 \lstinputlisting[label=src:SetKey, caption=外部setKeyによりどのkeyを待っているかがわからないCSの例]{source/SetKey.java}
149 d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	493
167 9a072c2d6e12 add English Abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 166 diff changeset	494 このような書き方をされると、CSだけを見てどのkeyに対して待ち合わせを行っているのかわからないため、setKeyを呼び出しているコードを辿る必要がある。
9a072c2d6e12 add English Abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 166 diff changeset	495 これでは見通しが悪いため、どこでkeyを指定するのか明確にすべきである。
9a072c2d6e12 add English Abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 166 diff changeset	496
9a072c2d6e12 add English Abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 166 diff changeset	497 可読性の低いコードはプログラマの負担となるため、CSが何を待ち合わせているのかそのCSを見ただけで理解できるように記述の分離問題を改善しなくてはならない。
149 d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	498
151 3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	499
156 bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	500 \section{setKeyは最後に呼ばなければならない}
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	501 setKeyメソッドをコンストラクタで呼ぶ際、setKeyメソッドを必ず最後に呼ばなければならない。
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	502
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	503 CSは内部で実行に必要なDSを数えている。DSの取得に成功するとこの値が、デクリメントされ、0になると必要なDSが全て揃ったことと判断されThread poolへ送られる。
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	504
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	505 setKey移行に処理を記述した場合、その処理が行われない可能性がありThread poolへと送られNullPointerExceptionを引き起こす。
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	506
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	507 \lstinputlisting[label=src:NullPointerException,caption=NullPointerExceptionになる可能性がある]{source/ShowDataFailed.java}
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	508
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	509 ソースコード\ref{src:NullPointerException}は、for文でsetKeyとids.createをcntの回数呼び、動的にDSの取得数を決めようとしている。
f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	510 しかし、setKeyが最初に呼ばれた際に、DSの取得に成功すると実行可能と判断されてしまう。
f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	511 runの中でinfoの配列の要素だけ中身を表示させようとしてるが、2回目のasClassでNullPointExceptionを引き起こす。
f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	512 この問題もインプットAPIの記述の分離により引き起こされるエラーである。
156 bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	513
155 573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	514 \newpage
573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	515
156 bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	516 今回の場合、コンストラクタ内をソースコード\ref{src:success}のように記述する必要がある。
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	517
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	518 \lstinputlisting[label=src:success,caption=NullPointerExceptionにならない記述]{source/ShowData.java}
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	519
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	520 このように記述の順序を考えながらプログラミングしなければならない設計では、バグを引き起こし信頼性を損なうことに繋がる。より自然に扱えるAPI設計にするべきだと考える。
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	521
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	522
149 d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	523 \section{動的なsetKey}
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	524 setKeyはCSのコンストラクタで指定することが多い。
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	525 このとき、指定するkeyは引数などから動的に受け取り、セットすることができる。
167 9a072c2d6e12 add English Abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 166 diff changeset	526 しかし、それでは実際にどんな処理が行われているのかわかりづらく、また、putする部分などの該当するkeyを扱う全てコードを変更しなければならない。
9a072c2d6e12 add English Abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 166 diff changeset	527 このように、AliceではCSを使いまわすことを考慮して動的なsetKeyを可能にしてしまったせいで、慎重に書かなければプログラムの信頼性が保てないようになってしまっている。
9a072c2d6e12 add English Abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 166 diff changeset	528 そのため、動的なsetKeyはできないように制限し、コードの見通しを良くする必要がある。
9a072c2d6e12 add English Abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 166 diff changeset	529 CSに対してインプットとなるkeyが静的に決まれば、待ち合わせているkeyに対してのputのし忘れなどの問題をコンパイル時のモデル検査などで発見することができると考えられる。
151 3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	530
150 6e9c42922c8d add chapter3 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 149 diff changeset	531 \section{型が推測できない}
149 d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	532 inputDSを受け取るReceiverはデータをObject型で持っており、そのデータをCS内で扱うには正しい型にキャストする必要がある。
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	533 しかし、inputDSで指定するのはkeyのみであり、そのデータの型までは分からない。
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	534 そのため、DSの型を知るにはputしている部分まで辿る必要がある。
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	535 辿ってもflipされている可能性もあるため、最初にそのDSをputしている部分を見つけるのは困難である。
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	536 従って、待ち合わせているkeyにどのような型のデータが対応しているのかをそのCSを見ただけで分かるようにするべきと考える。
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	537
156 bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	538 \newpage
151 3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	539
149 d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	540 \section{key名と変数名の不一致}
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	541 2.4のCodeSegmentの例題である通り、key名とそのkeyで待ち合わせたDSを受け取るReceiver名は異なることがある。
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	542 もしプログラマが適当に命名してしまえば後々混乱を招くため、待ち合わせるkey名とinput DS の変数名一致を強制させたい。
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	543
151 3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	544
164 6d6fb11dbd57 add comment Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 162 diff changeset	545 \section{DataSegmentの型の明瞭性}
152 9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	546 2.5.1で示したように、Aliceに圧縮のMeta Computationを実装した際、DS内に複数の型を同時に持たせるようにした。
9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	547
9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	548
9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	549 しかしこれでは、DSが今どの形式を持っているのか、どの状態にあるのかがわかりづらい。
9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	550 また、DSがbyteArray型を受け取った場合、データであるObject型として渡されたものなのか、MessagePackや圧縮で変換されたものなのかを判別する処理を入れなければならなかった。
9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	551 今後DSにより多様な形式を同時に持たせることになれば、さらにその判別の処理が増えることになる。
9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	552
9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	553
9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	554 Alice自体の拡張・デバッグをしやすくするためにも、DSがどの型を持っているのかをひと目で分かるようにしたい。
9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	555
9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	556
150 6e9c42922c8d add chapter3 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 149 diff changeset	557 \section{LocalDataSegmentManagerを複数持てない}
6e9c42922c8d add chapter3 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 149 diff changeset	558 Aliceでは1つのノードにつき１つしかLocalDSMを立ち上げられない作りになっている。
6e9c42922c8d add chapter3 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 149 diff changeset	559 そのために以下のような問題が発生した。
6e9c42922c8d add chapter3 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 149 diff changeset	560
6e9c42922c8d add chapter3 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 149 diff changeset	561 \subsection{１つのノードで複数台DSM同士のテストが行えない}
167 9a072c2d6e12 add English Abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 166 diff changeset	562 当研究室では分散データベースJungle\cite{Jungle}を開発しており、その分散通信部分にはAliceが用いられている。
151 3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	563 Jungleのような分散アプリケーションの開発では、１つのマシン上で複数の疑似ノードを立ててテストを行いたい場合があった。
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	564 しかし、Aliceでは一つのアプリケーション内にLocalDSMは一つと決まっていたため、テストに必要なノード数分だけアプリケーションを別で立ち上げなければならないという手間があった。
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	565 このためのシェルスクリプトをプログラマが書かなければならないのは本質的な作業ではない。
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	566 より気軽にテストができるよう、同一プログラム内でLocalDSMを複数立ち上げられるようにすべきだと考えた。
150 6e9c42922c8d add chapter3 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 149 diff changeset	567
6e9c42922c8d add chapter3 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 149 diff changeset	568 \subsection{TopologyManagerの拡張が困難}
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	569 Aliceではより自由度の高い通信を行うために、TopologyManagerに幾つかの機能を追加すること考えていた\cite{OverNAT}。
150 6e9c42922c8d add chapter3 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 149 diff changeset	570
151 3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	571 その一つがNAT越えの機能である。NAT越えは分散アプリケーション構築における課題の1つでもあるが、プログラマにとってその実装は容易ではない。Topology ManagerにNATを越えたノード間通信機能をつけることにより、ネットワークを気にせずに通信が行えるようにしたい。
152 9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	572
155 573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	573 図 \ref{fig:nat}はTopologyManagerを用いてNAT越えをするための設計である。
152 9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	574
151 3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	575 \begin{figure}[h]
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	576 \begin{center}
155 573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	577 \includegraphics[width=180mm]{images/nat.pdf}
151 3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	578 \end{center}
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	579 \caption{複数のTopologyManagerによるNAT越えの実現}
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	580 \label{fig:nat}
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	581 \end{figure}
156 bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	582 \newpage
152 9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	583
150 6e9c42922c8d add chapter3 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 149 diff changeset	584 また、別トポロジーで立ち上げたアプリケーション同士を接続する機能も追加したいと考えていた。
151 3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	585 TreeTopologyのVNCアプリとStarTopologyのチャットアプリを連携したいという要望が生まれたためである。
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	586 別トポロジーのアプリケーションが接続可能になれば、VNC画面のスナップショットをChat上に載せたり、VNC上にChatの内容をコメントとして流すといった拡張が容易になる(図 \ref{fig:vncandchat})。
150 6e9c42922c8d add chapter3 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 149 diff changeset	587
151 3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	588 \begin{figure}[h]
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	589 \begin{center}
155 573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	590 \includegraphics[width=180mm]{images/vncandchat.pdf}
151 3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	591 \end{center}
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	592 \caption{別トポロジーのアプリケーションの接続}
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	593 \label{fig:vncandchat}
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	594 \end{figure}
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	595
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	596 TopologyManagerはネットワークごと、トポロジーごとに存在するため、いずれの機能も複数のTopologyManagerを立ち上げ、連携させることで実現可能となる。
150 6e9c42922c8d add chapter3 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 149 diff changeset	597
151 3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	598 今までのAliceでは、1つのノードに対してTopology Managerは１つと決められていた。
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	599 Topology Managerと各ノードのやり取りをするのは、ノードごとに実行されるTopology NodeというMeta Computationである。
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	600 Topology Managerは接続されたnodeの情報(nodeNameとIPアドレスのHashMap)を"nodeTable"というKeyに対応するDSとして保存している。
151 3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	601 そしてTopology NodeはTopology Managerから割り当てられたnodeNameを"hostname"というKeyに保存する。
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	602 つまり、接続するTopology Managerが増えればTopoloyNodeに割り当てられるnodeNameも増えるため、今までのように"hostname"という1つのKeyだけでは対応できない。
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	603 １つのノードに複数のTopologyManagerを対応させるには、TopologyNodeが複数のnodeNameを持つ必要がある。
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	604 TopologyNodeが複数のTopologyManagerに対応できるようにしなければならない。
150 6e9c42922c8d add chapter3 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 149 diff changeset	605
152 9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	606
151 3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	607 そこで、Meta Computationとして、通常のLocal DSMとは別にTopology ManagerごとのMeta Local DSMを立ち上げる方法が考えられる(図 \ref{fig:somehostname})。
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	608 \begin{figure}[h]
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	609 \begin{center}
156 bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	610 \includegraphics[width=120mm]{images/somehostname.pdf}
151 3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	611 \end{center}
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	612 \caption{複数のTopologyManagerに複数のLocalDSMが対応}
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	613 \label{fig:somehostname}
3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	614 \end{figure}
150 6e9c42922c8d add chapter3 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 149 diff changeset	615
156 bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	616 \newpage
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	617
150 6e9c42922c8d add chapter3 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 149 diff changeset	618 それぞれのTopology Managerに対応するLocalDSMを作り、それぞれに対応したnodeNameを格納することで、DSMを切り替えるだけでTopologyNodeの仕様は変えずに複数のTopology Managerに対応できるという設計である。
6e9c42922c8d add chapter3 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 149 diff changeset	619
151 3c425e8911cf add Topology image Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 150 diff changeset	620 しかし、現在のAliceのコードではDSMを管理するclassがstatic classであったため、複数のLocal DSMを持つことはできなかった。
150 6e9c42922c8d add chapter3 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 149 diff changeset	621 staticを取り除こうとしたところ、Aliceの大部分のコードを修正する必要があることがわかった。
6e9c42922c8d add chapter3 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 149 diff changeset	622 よって、再設計の際にはstatic classのない実装を行い、DSM切り替えによる方式を実現したい。
146 a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	623
149 d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	624
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	625
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	626
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	627
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	628
146 a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	629 \chapter{分散フレームワークChristieの設計}
156 bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	630
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	631 \section{Christieの必要条件}
149 d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	632 3章でのAliceの問題点を踏まえ、新たにフレームワークを作り直すべきだと考えた。
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	633 本章では、新たに作った分散フレームワークChristieの設計を説明する。
156 bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	634 Christieに必要な要件は以下のように考える。
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	635
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	636 \begin{itemize}
157 d620f126a383 change abstract & chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 156 diff changeset	637 \item {\ttfamily create/setKeyのような煩雑なAPIをシンプルにし可読性を向上させる}
156 bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	638 \end{itemize}
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	639
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	640 \begin{itemize}
157 d620f126a383 change abstract & chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 156 diff changeset	641 \item {\ttfamily プログラマが型を推測しなくとも整合性がとれるように型を解決し、信頼性を向上させる}
156 bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	642 \end{itemize}
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	643
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	644 \begin{itemize}
157 d620f126a383 change abstract & chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 156 diff changeset	645 \item {\ttfamily staticなLocalDSMをなくし、複数のインスタンスを同時に立ち上げられるようにすることでスケーラビリティを向上させる}
156 bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	646 \end{itemize}
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	647
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	648
149 d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	649
148 cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	650 \section{Christieの基本設計}
152 9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	651 基本的にはAliceと同じ、タスクとデータを細かい単位に分割して依存関係を記述し、入力が揃った順から並列実行するというプログラミング手法を用いる。
9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	652
9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	653
9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	654 ChristieはAliceと同じくJavaで書かれている。
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	655 しかし将来的に当研究室が開発するGearsOS\cite{GearsOS}に取り入れたいため、GearsOSを構成する言語であるContinuation based C(CbC)に互換可能な設計を目指す。
149 d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	656
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	657
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	658 GearsOSではCodeSegment/DataSegmentと同様の概念としてCodeGear/DataGearという名称を用いているため、Christieでもそれに倣いCodeGear/DataGear(以下、CG/DG)と呼ぶこととする。
d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	659
158 2bf8a1edcecc add SequenceDiagram Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 157 diff changeset	660 \newpage
152 9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	661
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	662 DGはAliceと同様にDataGearManager(以下DGM)が管理する。
f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	663 DGMはLocalとRemoteがあり、全てのDGMはCodeGearManager(以下CGM)で管理される。
152 9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	664 GearsOSではContextという全てのCG/DGを一括管理するプロセスがあり、AliceのCGMもこのContextに相当する。
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	665 全てのCGMはThreadPoolと他のCGM全てのリストを共有しているため、全てのCG/DGにアクセス可能である(図\ref{fig:christieClass})。
158 2bf8a1edcecc add SequenceDiagram Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 157 diff changeset	666
2bf8a1edcecc add SequenceDiagram Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 157 diff changeset	667 \begin{figure}[h]
2bf8a1edcecc add SequenceDiagram Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 157 diff changeset	668 \begin{center}
160 e20f743b5418 add reference Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 159 diff changeset	669 \includegraphics[width=130mm]{images/ChristieClass.pdf}
158 2bf8a1edcecc add SequenceDiagram Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 157 diff changeset	670 \end{center}
2bf8a1edcecc add SequenceDiagram Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 157 diff changeset	671 \caption{CGMはCGMとDGMを管理する}
2bf8a1edcecc add SequenceDiagram Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 157 diff changeset	672 \label{fig:christieClass}
2bf8a1edcecc add SequenceDiagram Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 157 diff changeset	673 \end{figure}
152 9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	674
9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	675 CGを記述する際はAlice同様CodeGear.classを継承する。
155 573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	676 CodeGearは
573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	677
573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	678 void run(CodeGearManager cgm)を持つclassであり、プログラマはrunメソッド内に処理を記述する。
152 9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	679 インプットで指定したkeyに対応したDGが全て揃ったとき、runに書かれた処理が実行される。
158 2bf8a1edcecc add SequenceDiagram Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 157 diff changeset	680 ChristieのAPIにはrunの引数で受け取ったCGMを経由してアクセスする。
152 9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	681 GearsOSではCG間でContextを受け渡すことによってCGはDGにアクセスするため、Christieでもその記述方法を採用した。
160 e20f743b5418 add reference Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 159 diff changeset	682
e20f743b5418 add reference Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 159 diff changeset	683 通常のRunnableクラスではこのように引数をうけとることができないが、CodeGearExecutorというRunnableのMeta Computationを挟んだことでこのようにCGMを受け渡しながらの記述を可能にした。
e20f743b5418 add reference Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 159 diff changeset	684
e20f743b5418 add reference Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 159 diff changeset	685 詳しいCodeGearの記述方法については、4.4章で説明する。
156 bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	686
155 573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	687 \newpage
149 d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	688
146 a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	689 \section{APIの改善}
167 9a072c2d6e12 add English Abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 166 diff changeset	690 ここではAliceのAPIの問題を踏まえて設計したChristieのAPIについて、インプット、アウトプット、データの取り出しに分けて説明する。
9a072c2d6e12 add English Abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 166 diff changeset	691
9a072c2d6e12 add English Abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 166 diff changeset	692 \subsection*{アノテーションの導入によるインプットの記述}
153 528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	693 InputAPIにはAliceと同じくTakeとPeekを用意した。
156 bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	694 ChristieではInput DG の指定にはアノテーションを使う。
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	695 アノテーションとは、クラスやメソッド、パッケージに対して付加情報を記述できるJavaのMeta Computationである。
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	696 先頭に@をつけることで記述でき、オリジナルのアノテーションを定義することもできる。
152 9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	697
9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	698 AliceではInputの受け皿であるReceiverを作り後からkeyをセットしていたが、
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	699 ChristieではInputのためのDGを作り、その上にアノテーションでKeyを指定する(ソースコード\ref{src:take})。
152 9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	700
153 528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	701 \lstinputlisting[label=src:take, caption=Takeの例]{source/christie/InputDG.java}
152 9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	702
9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	703
156 bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	704 アノテーションで指定したInputDGは、CGを生成した際にCodeGear.class内で待ち合わせの処理が行われる。
152 9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	705 これにはJavaのreflectionAPIを利用している。
167 9a072c2d6e12 add English Abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 166 diff changeset	706
9a072c2d6e12 add English Abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 166 diff changeset	707 Christieのこのインプットアノテーションはフィールドに対してしか記述できないため、InputDGの生成とTake/Peekの指定とkeyの指定を必ず一箇所で書くことが明確に決まっている。
9a072c2d6e12 add English Abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 166 diff changeset	708 そのためAliceのように外のCSからのkeyへの干渉をされることがない。
9a072c2d6e12 add English Abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 166 diff changeset	709 また、アノテーションの指定はRUNTIMEではできないため、動的なkeyの指定も防ぐことができる。
9a072c2d6e12 add English Abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 166 diff changeset	710 このように、アノテーションを用いたことで、Aliceの記述の分離問題が解決された。
152 9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	711
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	712 ソースコード\ref{src:take}の2行目にあるように、InputDGを宣言する際には必ず型の指定が必要となる。
156 bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	713 DataGearは様々な型のデータを扱うためにJavaの総称型で受け取るようにしており、\textless \textgreater 内に指定した型でデータの型を限定できる。
153 528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	714 このように記述することで、Christieでは他の部分を辿らなくてもCGを見るだけでインプットされるデータの型が分かるように可読性を向上させた。
528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	715 また、取得してきたDGが指定と違う型であった場合はエラーとなるため、型の整合性を保ちながら信頼性の高いプログラミングが可能となった。
152 9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	716
153 528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	717 また、Aliceではkeyと変数名の不一致から可読性が低くなっていた。
528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	718 しかしChristieではkeyと変数名が一致しないとエラーとなるため、自然と読みやすいコードが書けるようになっている。
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	719 この部分に関しては、JavaのメタプログラミングAPIであるJavassist\cite{javassist}を用いてアノテーションから変数の自動生成も試みたが、Javassistでは変数生成の前に他のどのクラスも生成してはならないという制限があったため、Christieでは実現できなかった。
153 528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	720
152 9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	721
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	722 リモートノードに対してTake/Peekする際は、RemoteTake/RemotePeekのアノテーションを用いる(ソースコード\ref{src:remotetake})。
156 bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	723 そのため待ち合わせ先がLocalかRemoteかはアノテーションの違いからひと目でわかるようになった。
153 528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	724
528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	725 \lstinputlisting[label=src:remotetake, caption=RemoteTakeの例]{source/christie/RemoteInputDG.java}
152 9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	726
154 14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	727
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	728 なお、圧縮のMeta ComputationはAliceと同様で、指定する際にDGM名の前にcompressedをつける(ソースコード\ref{src:compresslocal})。
154 14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	729
153 528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	730 \lstinputlisting[label=src:compresslocal, caption=Localへの圧縮の指定の例]{source/christie/CompressLocal.java}
528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	731
159 cad92fc74613 change SequenceDiagram Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 158 diff changeset	732 LocalからのTAKEではDGM名の指定がないが、それはLocalでの圧縮は基本想定していないためである。
cad92fc74613 change SequenceDiagram Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 158 diff changeset	733 しかし、Localでの圧縮をしようと思えばRemoteTakeを用いて間接的にすることは可能である。
153 528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	734
152 9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	735
167 9a072c2d6e12 add English Abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 166 diff changeset	736 \subsection*{DGMを指定してのアウトプットの記述}
153 528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	737 OutputAPIにはput/flipを用意した。
528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	738 put/flipのメソッドはDGMに用意されている。
154 14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	739 cal.java
153 528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	740 CodeGear.classにはDGMを取得するメソッドがあり、それを用いて書き込みたいDGMを指定して直接putする。
167 9a072c2d6e12 add English Abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 166 diff changeset	741 そのためLocal/Remoteの切り替えは指定するDGMの切り替えによって行う。
153 528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	742 ソースコード\ref{src:put}、\ref{src:remoteput}はLocalとRemoteにputする記述の例である。
528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	743
528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	744 \lstinputlisting[label=src:put, caption=Localへputする例]{source/christie/Put.java}
528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	745 \lstinputlisting[label=src:remoteput, caption=Remoteへputする例]{source/christie/RemotePut.java}
528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	746
167 9a072c2d6e12 add English Abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 166 diff changeset	747 \newpage
9a072c2d6e12 add English Abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 166 diff changeset	748
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	749 flipも同様にDGMに直接DGを渡す(ソースコード\ref{src:flip})。
153 528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	750
528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	751 \lstinputlisting[label=src:flip, caption=Remoteへflipする例]{source/christie/Flip.java}
528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	752
528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	753 ChristieではDGMに対して直接putするため、AliceのODSにあたる部分はない。
528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	754 ODSを経由するより直接DGMに書き込むような記述のほうが直感的であると考えたためである。
528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	755
152 9c1b9562f441 add chapter4 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 151 diff changeset	756
167 9a072c2d6e12 add English Abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 166 diff changeset	757 \subsection*{型を指定しないデータの取り出し}
153 528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	758 AliceのasClassに相当するのがgetDataである。
528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	759 ソースコード\ref{src:getdata}はgetDataを用いてInputDGからデータを取得する例である。
528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	760
528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	761 \lstinputlisting[label=src:getdata, caption=getDataの例]{source/christie/GetData.java}
528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	762
528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	763 Aliceと違う点は、プログラマが型を指定しなくて良い点である。
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	764 4.3で示したように、InputDGを生成する際には型を指定する。
153 528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	765 この型は内部で保存され、リモートノードと通信する際も保たれる。
528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	766 このようにgetDataするだけでプログラマが指定しなくとも正しい型で取得できるため、プログラマの負担を減らし信頼性を保証することができる。
528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	767
167 9a072c2d6e12 add English Abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 166 diff changeset	768 \newpage
149 d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	769
150 6e9c42922c8d add chapter3 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 149 diff changeset	770 \section{CodeGearの記述方法}
154 14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	771 以下のコードはLocalDSMにputしたDGを取り出して表示するのを10回繰り返す例題である。
14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	772
14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	773 \lstinputlisting[label=src:StartCodeGear, caption=StartCodeGearの例]{source/christie/StartTest.java}
14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	774 \lstinputlisting[label=src:TestCodeGear, caption=CodeGearの例]{source/christie/TestCodeGear.java}
14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	775
14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	776 Alice同様、ChristieでもInputDGを持たないStartCGから処理を開始する。
14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	777 StartCGはStartCodeGear.classを継承することで記述できる。
14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	778 AliceではStartCSもCodeSegment.classを継承して書かれていたため、どれがStartCSなのか判別しづらかったが、Christieではその心配はない。
149 d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	779
167 9a072c2d6e12 add English Abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 166 diff changeset	780 \newpage
9a072c2d6e12 add English Abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 166 diff changeset	781
154 14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	782 StartCGを記述する際にはcreateCGMメソッドでCGMを生成してコンストラクタに渡す必要がある。
14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	783 ソースコード\ref{src:StartCodeGear}の8行目でそれが行われている。
14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	784 createCGMの引数にはリモートノードとソケット通信する際使うポート番号を指定する。
14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	785 CGMを生成した際にLocalDGMやリモートと通信を行うためのDaemonも作られる。
149 d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	786
156 bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	787 CGに対してアノテーションから待ち合わせを実行する処理はsetupメソッドが行う。
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	788 そのためソースコード\ref{src:StartCodeGear}の13行目、ソースコード\ref{src:TestCodeGear}の10行目のように、newしたCGをCGMのsetupメソッドに渡す必要がある。
156 bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	789 AliceではnewすればCGが待ちに入ったが、Christieでは一度CGをnewしないとアノテーションから待ち合わせを行う処理ができないため、newの後にsetupを行う。
154 14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	790 そのため、CGの生成には必ずCGMが必要になる。
14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	791 runでCGMを受け渡すのはこのためである。
158 2bf8a1edcecc add SequenceDiagram Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 157 diff changeset	792 なお、StartCGはインプットを持たないため、setupを行う必要がなく、newされた時点でrunが実行される。
149 d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	793
154 14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	794 \newpage
153 528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	795
528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	796
148 cf9c3be20362 add Alice abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 146 diff changeset	797 \section{DataGearManagerの複数立ち上げ}
154 14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	798 AliceではLocalDGMがstaticで書かれていたため複数のLocalDGMを立ち上げることができなかった。
14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	799 しかしChristieではCGMを２つ生成すればLocalDGMも２つ作られる。
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	800 複数のLocalDGM同士のやりとりも、Remoteへの接続と同じようにRemoteDGMをproxyとして立ち上げアクセスする(図\ref{fig:remoteDGM})。
154 14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	801
14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	802 \begin{figure}[h]
14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	803 \begin{center}
155 573db146fa93 change image size Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 154 diff changeset	804 \includegraphics[width=130mm]{images/DGM.pdf}
154 14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	805 \end{center}
14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	806 \caption{RemoteDGMを介して他のLocalDGMを参照}
14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	807 \label{fig:remoteDGM}
14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	808 \end{figure}
146 a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	809
154 14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	810 \newpage
149 d57aa814a69a add source, add chapter2 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 148 diff changeset	811
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	812 ソースコード\ref{src:multilocal}は、LocalDSMを2つ立ち上げ、お互いをリモートに見立てて通信する例である。
154 14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	813 11行目にあるように、RemoteDGMを立ち上げるにはCGMが持つcreateRemoteDGMメソッドを用いる。
14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	814 引数にはRemoteDGM名と接続するリモートノードのIPアドレス、ポート番号を渡している。
153 528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	815
154 14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	816 \lstinputlisting[label=src:multilocal, caption=LocalDGMを2つ作る例]{source/christie/MultiLocal.java}
14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	817
14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	818 リモートの場合の同じようにアクセスできることで、コードの変更をせずに、同一マシン上の１つのアプリケーション内で分散アプリケーションのテストができるようになった。
14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	819
14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	820 また、CGMは内部にCGMのリストをstaticでもっており、複数生成したCGMを全て管理している。
14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	821 つまり、メタレベルではRemoteDGMを介さずに各LocalDGMに相互アクセス可能である。
14e0a5a932cf add example CodeGear Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 153 diff changeset	822 そのため、Christieでは容易にNAT越えが実装できることが期待できる。
153 528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	823
150 6e9c42922c8d add chapter3 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 149 diff changeset	824 \section{DataGearの拡張}
153 528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	825 Aliceではデータの多態性を実現するためにDS内に複数のデータ形式を保持していた。
528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	826 しかしChristieではデータ形式ごとに別のclassに分けている。
528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	827 DataGearを継承したMessagePackDataGearと、それを更に継承したCompressedDataGearを用意した。
528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	828 そのため子クラスは親クラスのデータ形式を保持しながら新しいデータ形式を持つ形になっている。
528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	829 クラスを見るだけで今どの形式を保持しているかわかるようになったため、デバッグがしやすくなった。
528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	830
162 15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	831 \section{通信フロー}
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	832 本章で説明したChristieの設計をいくつか例をあげてChristieの通信のフローをシーケンス図を用いて解説する。
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	833 図\ref{fig:localSequence}はLocalDGMにTakeを行い、LocalDGM内にDGがあったときの処理の流れである。
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	834
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	835 \begin{figure}[h]
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	836 \begin{center}
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	837 \includegraphics[width=160mm]{images/LocalSequence.pdf}
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	838 \end{center}
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	839 \caption{LocalDGMにTakeしたときのフロー}
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	840 \label{fig:localSequence}
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	841 \end{figure}
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	842
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	843 プログラマはmainでCGMとStartCGを生成する。
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	844 CGMと同時にLocalDGMは作られる。
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	845 CGが生成され、setupメソッドが呼ばれるとアノテーションからTAKEコマンドが作られ実行される。
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	846 CGは生成したインプットコマンドの総数を初期値としたカウンタを持っており、コマンドが解決される(InputDGが揃う)たびにカウンタは減っていき、0になるとrun内の処理がThreadPoolへ送られる。
153 528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	847
528fca199827 add some source Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 152 diff changeset	848
162 15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	849 \newpage
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	850
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	851 図\ref{fig:remotePutSequence}は、LocalDGMにTakeを行うが、LocalDGM内にDGがなかったためにPutの待ち合わせをするときの処理の流れである。
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	852 mainなどの最初の処理は図\ref{fig:localSequence}と同様のため省略する。
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	853
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	854 \begin{figure}[h]
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	855 \begin{center}
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	856 \includegraphics[width=160mm]{images/RemotePutSequence.pdf}
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	857 \end{center}
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	858 \caption{RemoteDGMにPutしたときのフロー}
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	859 \label{fig:remotePutSequence}
162 15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	860 \end{figure}
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	861 LocalまたはリモードノードからPUTコマンドが実行された際、もしwaitListにPutしたDGを待っているコマンドがあれば実行される。
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	862
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	863
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	864 \newpage
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	865 図\ref{fig:remoteTakeSequence}は、RemoteDGMにTakeを行ったときの処理の流れである。
156 bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	866
162 15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	867 \begin{figure}[h]
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	868 \begin{center}
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	869 \includegraphics[width=165mm]{images/RemoteTakeSequence.pdf}
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	870 \end{center}
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	871 \caption{RemoteDGMにTakeしたときのフロー}
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	872 \label{fig:remoteTakeSequence}
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	873 \end{figure}
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	874
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	875 StartCGで事前にRemoteDGMを生成しておく。
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	876 RemoteTakeアノテーションからRemoteDGMに対するTakeコマンドを生成し実行する。
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	877 RemoteTakeのようにリモートからの応答を待つコマンドはRemoteDGMのwaitListに入る。
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	878 そして、MessagePack形式に変換したRemoteCommandを作成し、それをRemoteDGMが参照している別ノードのLocalDGMに送る。
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	879
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	880 それを受け取った側のLocalDGMは、DGがあればREPLYコマンドを生成して送り返す。
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	881 もしDGがなければ、リモートから来たコマンドもローカルの場合と同様にLocalDGMのwaitListに入る。
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	882
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	883 REPLYを受け取るとRemoteDGMはwaitListに入っていたコマンドを解決する。
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	884
167 9a072c2d6e12 add English Abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 166 diff changeset	885 \chapter{再設計への考察}
176 055266d62d84 add slide Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 175 diff changeset	886 Christieではアノテーションを用いることで分離問題を解決することができた。
055266d62d84 add slide Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 175 diff changeset	887 このようにアノテーションを用いたAPIはAkkaやHazelcastにはないため、より記述性が高いフレームワークとなったと言える。
055266d62d84 add slide Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 175 diff changeset	888
055266d62d84 add slide Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 175 diff changeset	889 また、設計をし直したことでAliceより幅広いMeta Computationの実装が容易になった。
055266d62d84 add slide Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 175 diff changeset	890 これにより細かな分散プログラムの実装が可能になった。
055266d62d84 add slide Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 175 diff changeset	891 ロケーション透過性の高いAkkaやHazelcastではこのようなプログラミングは困難である。
055266d62d84 add slide Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 175 diff changeset	892
055266d62d84 add slide Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 175 diff changeset	893 keyを用いたプロトコル
055266d62d84 add slide Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 175 diff changeset	894 また、現在はノードごとにDGMとDGのkeyが与えられているが、将来的にはURLのような大域で使えるkeyを用意することでより手軽なRemoteDGMへのアクセスを提供できると考えられる。
055266d62d84 add slide Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 175 diff changeset	895
170 31b1762b4015 add conclusion Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 167 diff changeset	896 InputDGの指定において、CGにDGを宣言するというのは、DGをそのままflipできるようにするためであった。
31b1762b4015 add conclusion Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 167 diff changeset	897 逆に言えばそれ以外でDataGear型でプログラマが利用することは少ない。
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	898 そのため、DGを宣言せずにアノテーションから生成し完全にメタレイヤーに移すことで、より分かりやすい記述が可能だと考える。
f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	899 flipする場合は、keyを指定するだけで良い。
f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	900
170 31b1762b4015 add conclusion Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 167 diff changeset	901 また、put/flipする際にDGM名を直接指定する書き方も、まだひと目でアウトプットしている部分が分かるようなシンタックスではないため、改善の余地がある。
146 a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	902
170 31b1762b4015 add conclusion Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 167 diff changeset	903 \chapter{結論}
31b1762b4015 add conclusion Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 167 diff changeset	904 \section{まとめ}
31b1762b4015 add conclusion Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 167 diff changeset	905 本研究では、まず分散フレームワークに必要な要件を洗い出し、Akka、Hazelcastと比較しながら分散フレームワークAliceが分散性を意識して記述できる特徴をもつことを示した。
31b1762b4015 add conclusion Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 167 diff changeset	906 また、Aliceの持つCode Segment/Data Segmentの計算モデルや記述方法、Meta Computationについてを説明し、AliceでNAT越えを実現するための手法を示した。
31b1762b4015 add conclusion Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 167 diff changeset	907 さらに現状のAliceの問題点として、NAT越えをするために必要なLocal Data Gear Managerの複数立ち上げができないこと、分散プログラムのテストがしづらいこと、APIシンタックスの分離により信頼性が損なわれていること、型の整合性がとれていないことなどを示し、再設計の必要性を述べた。
175 7e7fe5e28ba4 add presen directory Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 174 diff changeset	908 そして、分散フレームワークChristieの設計を示し、Code Gear ManagerというCode Gear/Data Gearの管理機構を挟むことでData Gear Managerを複数立ち上げられるようにした。
7e7fe5e28ba4 add presen directory Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 174 diff changeset	909 これによりテストが容易になり、提案したNAT越えの手法に対応できる。
170 31b1762b4015 add conclusion Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 167 diff changeset	910 また、アノテーションを用いることでシンタックスの分離問題を解決し、さらに型整合のとれたより信頼性の高い記述が可能になったことを示した。
31b1762b4015 add conclusion Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 167 diff changeset	911 そして、これら実装したChristieに対しても更に改善すべき点を考察した。
156 bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	912
170 31b1762b4015 add conclusion Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 167 diff changeset	913 \section{今後の課題}
31b1762b4015 add conclusion Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 167 diff changeset	914 \subsection*{TopologyManagerの実装}
156 bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	915 Aliceと同じく、静的・動的なトポロジー管理のできるTopologyManagerの実装が必要である。
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	916 Christieでは複数のLocalDSMが立ち上げ可能なため、TopologyManagerでのNAT超えも実装し実用性があるかを検証する
170 31b1762b4015 add conclusion Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 167 diff changeset	917 また、通信の信頼性を保証するために、TopologyManagerがダウンした際に新たなTopologyManagerを立ち上げるMeta Computationも必要だと考える。
156 bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	918
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	919
170 31b1762b4015 add conclusion Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 167 diff changeset	920 \subsection*{実用性の検証}
162 15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	921 本論文ではChristieの設計と基本実装までを行ったが、それがどれほどの分散性能を持っているのかはまだ計測していない。
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	922 CG/DGのプログラミングモデルなどの基本的にはAliceと同じであるが、アノテーションの処理がどれほどのオーバーヘッドに繋がっているか現時点では不明である。
15fed7e1263e change chapter 1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 161 diff changeset	923 そのため、Aliceと同等の速度性能を持っているか、コードの量や複雑度は抑えられているかなどを分散処理の例題を用いて測定する必要がある。
158 2bf8a1edcecc add SequenceDiagram Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 157 diff changeset	924
176 055266d62d84 add slide Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 175 diff changeset	925
055266d62d84 add slide Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 175 diff changeset	926 \subsection*{Jungleとの統合}
055266d62d84 add slide Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 175 diff changeset	927 DGMは一種のデータベースであると述べたが、現状のDGMはデータベースに必要なトランザクションを持っていない。
055266d62d84 add slide Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 175 diff changeset	928 当研究室で開発しているJungleデータベースはトランザクションを持っており、更にマージ可能な差分管理システムを持っている。
055266d62d84 add slide Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 175 diff changeset	929 そのためJungleデータベースとの統合することで、DGMへの操作を信頼性高くすることが望ましい。
055266d62d84 add slide Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 175 diff changeset	930
170 31b1762b4015 add conclusion Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 167 diff changeset	931 \subsection*{GearsOSへの移行}
156 bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	932 GearsOSはまだ開発途中であったため、本論文の作成時点ではChristieのような分散機能を実装することが叶わなかった。
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	933 GearsOSではモデル検査機構akasya\cite{akasya}があるため、待ちに入っているkeyのputし忘れなどをコンパイルの段階で見つけることができる。
160 e20f743b5418 add reference Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 159 diff changeset	934 GearsOS上で分散プログラミングができればより信頼性の高いプログラミングが期待できるため、将来的にはChristieをGearsOSの分散機構として取り込みたい。
e20f743b5418 add reference Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 159 diff changeset	935
156 bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	936 GearsOSにChristieを移行するには、GearsOSにJavaのアノテーションに相当するMeta Computationを実装する必要がある。
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	937 そしてChristieでは実現できなかったアノテーションからの変数の自動生成が行えれば更にプログラミングしやすいAPIになると考えられる。
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	938
160 e20f743b5418 add reference Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 159 diff changeset	939
156 bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	940 \chapter{付録}
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	941 \section{独自のアノテーション定義}
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	942 Christieのアノテーションの実装方法と、そのアノテーションからtakeを実行する部分を解説する。
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	943
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	944 ソースコード\ref{src:take}、\ref{src:remotetake}がChristie独自のアノテーションの定義である。
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	945
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	946 \lstinputlisting[label=src:take, caption=Takeの実装]{source/christie/TakeAnnotation.java}
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	947 \lstinputlisting[label=src:remotetake, caption=RemoteTakeの実装]{source/christie/RemoteTakeAnnotation.java}
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	948
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	949 @Targetや@Retentionはアノテーション定義のためのアノテーション、メタアノテーションである。
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	950 @Targetには、フィールドやメソッド、コンストラクタなど、このアノテーションの付加対象となる構文要素が何かを記述する。
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	951 @Retentionには、SOURCE・CLASS・RUNTIMEが選択でき、アノテーションで付加された情報がどの段階まで保持されるかを定義する。reflectionAPIを利用するにはRUNTIMEでなければならないため、Christieのアノテーションの@Retentionは全てRUNTIMEである。
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	952
158 2bf8a1edcecc add SequenceDiagram Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 157 diff changeset	953 \newpage
2bf8a1edcecc add SequenceDiagram Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 157 diff changeset	954
156 bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	955 定義したアノテーションの仕様例がソースコード\ref{src:takeAno}、\ref{src:remotetakeAno}である。
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	956
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	957 \lstinputlisting[label=src:takeAno, caption=Takeアノテーションの使用例]{source/christie/InputDG.java}
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	958 \lstinputlisting[label=src:remotetakeAno, caption=RemoteTakeアノテーションの使用例]{source/christie/RemoteInputDG.java}
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	959
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	960 アノテーションを使う際、()内に記述する値がソースコード\ref{src:take}のvalueやソースコード\ref{src:remotetake}のdsmNameといったキーに保存される。
156 bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	961 通常キーに対して値を入れる場合は、ソースコード\ref{src:remotetakeAno}のようにkey=の形で記述しなければならないが、Takeのようにキーが1つの場合、キー名をvalueにすることでその記述を省略することができる。
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	962
158 2bf8a1edcecc add SequenceDiagram Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 157 diff changeset	963 setupメソッド内では生成されたフィールドに対してアノテーションを含めた情報を処理している。
2bf8a1edcecc add SequenceDiagram Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 157 diff changeset	964 これにはJavaのreflectionAPIが使用されている。
2bf8a1edcecc add SequenceDiagram Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 157 diff changeset	965 reflectionAPIでは対象となるクラスのフィールドやメソッド、それに対するアノテーションやアノテーションが保持するキーにアクセスすることができる。
2bf8a1edcecc add SequenceDiagram Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 157 diff changeset	966 ソースコード\ref{src:setup}はsetupメソッド内でreflectionAPIを用いてアノテーションからTakeコマンドを作成する部分である。
156 bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	967
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	968 \lstinputlisting[label=src:setup, caption=reflectionAPIでフィールドの情報を取得]{source/christie/Setup.java}
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	969
174 f0e9cc7d13f9 minor change Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 173 diff changeset	970 フィールドから取得したDGとアノテーションから取得したkeyからインプットコマンド(TAKE/PEEK)を生成し、DGMへ送って実行する。
146 a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	971
a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	972
a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	973 \chapter{謝辞}
a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	974 本研究の遂行、また本論文の作成にあたり、ご多忙にも関わらず終始懇切なる御指導と御
a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	975 教授を賜わりました河野真治准教授に深く感謝したします。
a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	976
156 bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	977 そして、数々の貴重な御助言と技術的指導を戴いた伊波立樹さん、他フレームワークの調査に協力してくださった清水隆博さん、赤堀貴一さん、浜瀬裕暉さん、大城由也さん、並びに信頼研究室の皆様に感謝いたします。
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	978 先行研究であるAlice, Federated Linda, Jungle, TreeVNCがなければ本研究はありませんでした。これら先行研究の設計や実装に関わった全ての先輩方に感謝いたします。
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	979
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	980 また、本フレームワークの名前の由来となったクリスティー式戦車の生みの親、ジョン・W・クリスティーに敬意を評します。
bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	981
167 9a072c2d6e12 add English Abstract Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 166 diff changeset	982 最後に、日々の研究生活を支えてくださった新里幸恵さん、大嶺志歩さん、阿波連知恵さん、米須智子さん、菱田正和さん、情報工学科の方々、そして家族に心より感謝いたします。
156 bc9be2d40d0d add requiremants Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 155 diff changeset	983
146 a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	984
a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	985 %参考文献
a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	986 \nocite{*}
a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	987 \bibliographystyle{junsrt}
157 d620f126a383 change abstract & chapter1 Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: 156 diff changeset	988 \bibliography{reference}
146 a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	989
a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	990 %発表履歴
a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	991 \addcontentsline{toc}{chapter}{発表履歴}
a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	992 %\input{history.tex}
a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	993
a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	994 %付録
a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	995 \addcontentsline{toc}{chapter}{付録}
a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	996 \appendix
a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	997 %\input{sources.tex}
a2aaf1d0bf01 add Makefile Nozomi Teruya <e125769@ie.u-ryukyu.ac.jp> parents: diff changeset	998 \end{document}

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